CN104030507B - 沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺，它解决了现有技术存在沼气无法充分利用、化工企业甲硝唑生产废水直接排放给环境带来严重污染等问题，其特征在于：将废水处理场布局在处理甲硝唑生产废水过程散发的气味对养殖场禽畜肉食品质没有影响的地段，将沼气池建造在养殖场与废水处理场之间，利用沼气池产生的沼气作为废水处理场内蒸发器和蒸馏装置锅炉的热源燃料，通过蒸发、蒸馏，将排放的废水控制在国家排废标准之内。若将沼气热源处理甲硝唑生产废水的方法推广应用到所有化工生产废水，可使输送到污水处理厂的废水污染程度降低一个等次，污水处理厂生化处理难度降低。整个化工园区环保标准提升一个档次，实现生态循环，绿色发展。

Description

沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺

一、技术领域

本发明属于一种化工企业生产废水处理方法，尤其是涉及到一种沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺。

二、背景技术

近几年来，我国的养殖业迅速从庭院养殖向集约化、规模化、商品化的方向发展，特别是在大中城市周围，畜牧养殖场越来越大，规模也越来越大，由此带来的畜禽粪便问题也愈发的凸显出来。

传统的粪便处理方法有堆积发酵、堆肥、粪便直接干燥造粒等。上述方法带来诸多问题：（1）需要大面积堆场；（2）需要长时间的自然好氧发酵；（3）臭气冲天、蚊蝇滋生，污染空气，严重影响养殖场防疫；（4）粪污淋刷流淌，严重污染周围环境；（5）增加粪便往返运输量，影响经济效益；（6）粪便堆肥是农田的优质有机肥料，但传统的处理方法，使堆积机械铺撒技术难以推广，不适应农业现代化需要。如就近农田施肥过多，则粪便中氮氧化合物所产生的硝酸盐也会造成水源污染。随着国家能源法的出台，大批的低常温沼气给农户带来了实惠。但小型沼气池不能解决根本问题，不能实现工厂化资源的利用。

据环保部门对大型养殖场粪水的检测表明，粪水中含大量有机物和氮、磷、病原微生物。这些污水、污物进入河流、湖泊和海洋是造成水体富营养化的重要原因之一。大量畜禽粪便的随意排放，不仅严重污染了周围环境，也威胁着规模化养殖业自身的持续和健康发展。

建立大型沼气池可以解决日益凸显出来的畜牧业产生的畜禽粪便问题，而且国家也对建立大型沼气池给予政策扶持。但畜禽养殖场业主一般只建立小型沼气池，所产生的沼气供畜禽养殖场自用。对建大型沼气池，畜禽养殖场业主不积极，养殖场周边也没人主动承建。这是因为大型沼气池的沼气如果供周边居民使用，会遇到沼气供应量不稳定，输送距离过长，家家户户收费困难等问题。如果给工业生产供应热源，一般也会遇到畜禽养殖场周边卫生环境太差和供应量不稳定的问题；沼气中含有大量难凝气体，液化瓶装成本很高。

对有机物含量在10-20%，有机物的价值又不很大的化工生产废水（如：甲硝唑生产废水）进行蒸发蒸馏分离，能耗使整个分离成本（包括热源蒸汽成本、水电费用成本、人工操作成本）比销售回收产品的经济收入还要高。生产厂家一般将有机物含量在10-20%以下的化工生产废水直接排放。上述10-20%的不同种溶液一旦混合，就几乎不可能分离。对于不同化工企业不同种10-20%溶液混合的高浓污水，污水处理站很难找到合适的菌种进行生化处理。即使某菌种适合某一成分高浓污水，却不适合另一成分高浓污水。高浓度污水成分瞬息变化，直接生化处理几乎不可能，只能加大量水稀释后，才有可能生化处理，致使处理成本太大，污水站无法正常运行。

三、发明内容

本发明的目的就是为了提供一种既能就近利用沼气热源，又能减少分离能耗，还能降低人工操作成本的沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺。

本发明所采用的技术方案是：它是依托大型养殖业，利用动物粪便产生沼气为热源，对化工企业甲硝唑生产废水进行分离处理达到环保排放标准的生态循环工艺，即在大型养殖场外围建造沉淀池、鱼塘和沼气池，将养殖畜禽的粪便和尿水直接放入沼气池，冲洗废水排入沉淀池后，沉清水排入鱼塘，渣水排入沼气池，产生沼气用来对甲硝唑生产废水进行蒸馏分离或为人们日常生产提供能源，沼气池内的淀积泥渣等有机肥可直接通过管道或粪车送入周边农田或者提供给化肥生产企业制作有机肥料，废水排入鱼塘，并在鱼塘边设置过滤井为养殖场提供冲洗水。所述甲硝唑生产废水分离处理设备包括蒸发和蒸馏装置两部分构成将废水处理场布局在处理甲硝唑生产废水过程散发的气味对养殖场禽畜肉食品质没有影响的地段，并将沼气池建造在养殖场与通过管道对沼气低压输送一段距离的废水处理场之间，处理场内设置蒸发器和蒸馏装置，利用沼气池产生的沼气作为废水处理场内蒸发器和蒸馏装置锅炉的热源燃料，蒸发器通过管道与甲硝唑生产车间的废水贮存池相连，通过蒸发将废水浓缩，并将浓缩液放入结晶沉淀池内储存，然后通过蒸馏装置对结晶沉淀后的母液进行蒸馏，蒸馏后的轻馏分（水）流入水池，作为冷却水循环使用，去污水处理站或送沼气池；重馏分（乙二醇）为低沸点有机物能作化工原料、溶剂可直接出售；馏残物含少量无机盐的高沸点有机物，水溶性很强，不能作柏油使用，将PH值调到中性，与5～10％禽畜粪便混合，堆积发热后再作沼气池原料；无机盐（硫酸钠和甲酸钠）部分被制水玻璃企业免费拉走，多余部分（不含重金属），将PH值调到中性，就近找适当地点堆放。

一种沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺的蒸馏装置，它包括锅炉、塔釜、初馏塔和精馏塔，其特征在于：锅炉通过上下双管与塔釜相连，釜底设置馏残物排放阀，初馏塔固定安装于塔釜顶部，上部设置带初馏加料阀的加料口，初馏加料阀的另一端通过母液输送管连接甲硝唑生产废水的结晶沉淀池，在初馏塔与精馏塔之间增设塔底产品接收器，初馏塔的顶端通过初馏汽管与塔底产品接收器相连，塔底产品接收器底部设置了重馏分产品阀，精馏塔固定安装于塔底产品接收器顶部，精馏塔内设置二层填料，并在上下两层填料之间设置了由精馏加料阀控制的加料口，上部通过精馏汽管与冷凝器内蛇形冷凝管相连，该蛇形冷凝管的出口管道与回流比控制器相连，冷凝器下部设置了连接冷却水池的进水阀，上部设置了出水阀通过管道与水池相连，回流比控制器底部设置与水池相连的轻馏分产品阀，上部通过气管与真空泵相连，下部设置U形管与设置在精馏塔顶部的喷头相连，水池内通过管道与污水站排污管道和去沼气池供水管道相连。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：由于将蒸馏部分分离为初馏和精馏两部分，既避免了塔底产品回流到塔釜中与无机盐等组分混合，又阻止了塔釜中无机盐等杂质被夹带到塔底产品中，实现了在分出塔顶轻组分（水）的同时得到塔底重组分（乙二醇）产品，可减少分离能耗50%；还能减少蒸馏塔的安装高度，降低设备费用；尤其是利用大型沼气热源分离甲硝唑生产废水，养殖场臭气环境不影响分离甲硝唑生产废水，甲硝唑生产废水不会给养殖场带来传染病菌。处理后的废水送到污水处理厂作进一步的生化处理；低沸点有机物（主要含乙二醇）能作化工原料、溶剂可直接出售；含少量无机盐的高沸点有机物即馏残物，水溶性很强，不能作柏油使用，将PH值调到中性，作沼气池原料（生化处理）；无机盐（主要含硫酸钠、甲酸钠）可送给制水玻璃企业，多余部分尽管找不到用途，但不含重金属，可以将PH值调到中性，就近找适当地点堆放。粪便通过管道可泵送一段距离，沼气也可管道低压（低压输送沼气比将沼气转化成蒸汽高压输送成本低）输送一定距离，这样可使分离甲硝唑生产废水与养殖场的距离达到环保要求。能确保处理过程散发的气味对禽畜肉食品质没有影响。甲硝唑生产废水可用蓄水池大量库存，处理时间可以机动，沼气产气量不稳定对其没有影响。沼气也可适量库存，处理时间可安排在养殖间歇时间。用沼气处理甲硝唑生产废水，可产生显著的经济效益，养殖业主有积极性，可良性发展。若将沼气热源处理甲硝唑生产废水的方法推广应用到所有化工生产废水，这样从源头做起，可使输送到污水处理厂的废水污染程度降低一个等次，污水处理厂生化处理难度降低。整个化工园区环保标准提升一个档次，实现生态循环，绿色发展。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

四、附图说明

图1是本发明的生态循环系统方框结构布局示意图。

五、具体实施方式

如附图1所示，依托现有或重新筹建大型的养殖场，并在大型养殖场外围适当的距离处建造沉淀池、鱼塘和沼气池，沼气池距养殖场之以泵送距离为宜，将养殖畜禽的粪便和尿水直接放入或泵送至沼气池内，冲洗废水排入沉淀池后，沉清水排入鱼塘，渣水排入沼气池，沼气池内的原料通过一段时间发酵后产生大量的沼气，即可用来对化工企业甲硝唑生产废水进行蒸馏分离或为人们日常生产提供能源。沼气池内的淀积泥渣等有机肥则可直接通过管道或粪车送入周边农田或者提供给化肥生产企业制作有机肥料，废水排入鱼塘，并在鱼塘边设置过滤井为养殖场提供冲洗水。将甲硝唑生产废水处理场布局在处理甲硝唑生产废水过程散发的气味对养殖场禽畜肉食品质没有影响的地段，并在养殖场通过泵送粪便和尿水一段距离的地方建造大型的沼气池，利用动物粪便产生沼气为热源，对甲硝唑生产废水进行分离处理达到环保排放标准的生态循环工艺，所述甲硝唑生产废水分离处理设备主要包括蒸发器和蒸馏装置两部分，利用沼气池产生的沼气作为废水处理场蒸发器和蒸馏装置锅炉的热源燃料。所述蒸馏装置是由锅炉、塔釜、初馏装置和精馏装置等部分构成，锅炉通过上下双管与塔釜相连，釜底设置馏残物排放阀，并在初馏装置和精馏装置之间增设了塔底产品接收器，初馏装置的初馏塔固定安装于塔釜顶部，上部设置带初馏加料阀的加料口,初馏加料阀的另一端通过母液输送管连接甲硝唑生产废水结晶沉淀池，沉淀池通过浓缩液输送管与蒸发器相联，蒸发器通过水管与水池相连；初馏装置的顶端通过初馏汽管与塔底产品接收器相连，塔底产品接收器底部设置了重馏分产品阀，精馏装置的精馏塔固定安装于塔底产品接收器顶部，所述精馏装置是由精馏塔、冷凝器、真空泵和水池构成，精馏塔内设置二层填料，并在上下两层填料之间设置了由精馏加料阀控制的加料口，上部通过精馏汽管与冷凝器内蛇形冷凝管相连，该蛇形冷凝管的出口管道与回流比控制器相连，冷凝器下部设置了连接冷却水池的进水阀，上部设置了出水阀通过管道与水池相连，回流比控制器底部设置与水池相连的轻馏分产品阀，上部通过气管与真空泵相连，下部设置U形管与设置在精馏塔顶部的喷头相连，水池内通过管道与污水站排污管道和去沼气池供水管道相连。蒸馏后的轻馏分（水）流入水池，作为冷却水循环使用，去污水处理站或送沼气池；重馏分（乙二醇）为低沸点有机物能作化工原料、溶剂可直接出售；馏残物含少量无机盐的高沸点有机物，水溶性很强，不能作柏油使用，将PH值调到中性，与5～10％禽畜粪便混合，堆积发热后再作沼气池原料；无机盐（硫酸钠和甲酸钠）部分被制水玻璃企业免费拉走，多余部分（不含重金属），将PH值调到中性，就近找适当地点堆放。实施本发明时，可将化工企业甲硝唑生产废水放入储存池内，在当沼气池内产生足够的沼气时，即可将储存池内的甲硝唑生产废水加入蒸发器，用沼气作热源将蒸发器内的甲硝唑生产废水蒸发约40%的水分，将蒸出的水送入水池，让浓缩液流进沉淀池冷却结晶沉淀，将沉淀池母液加入塔釜，用沼气对与塔釜相连的锅炉进行加热，锅炉内的热液和蒸汽通过上管进入塔釜，塔釜内的冷液通过下管流入锅炉补充，并开启真空泵，蒸汽自初馏塔底部进入初馏塔，经填料层上升，从初馏汽管进入塔底产品接收器内，经精馏塔底部上升，通过精馏塔内填料后，通过其上端的精馏汽管进入冷凝器中，全冷凝。开始时，全回流操作。当操作稳定时，将部分冷凝液经轻馏分产品阀直接引出，作为废水排放水池中。另一部分冷凝液回流到精馏塔上端，经填料层下降过程中，重组分（乙二醇）的浓度不断提高，从塔底产品接收器重馏分产品阀导出，得到乙二醇产品。甲硝唑废水蒸发结晶过滤后的母液经初馏加料阀连续加入。塔釜馏残液经塔釜底部馏残物排出阀连续引出。

本发明不仅能够利用大型养殖场沼气热源，低成本回收甲硝唑生产废水，减轻对环境的污染，而且还能分离与甲硝唑生产废水类似的水、有机物和无机盐的混合溶液，为化工企业生产废水达到环保排放标准提供强有力的技术支撑。用沼气处理化工废水，可产生显著的经济效益，养殖业主有积极性，可良性发展。这样从源头做起，可使输送到污水处理厂的废水污染程度降低一个等次，污水处理厂生化处理难度降低。整个化工园区环保标准提升一个档次，实现生态循环，绿色发展。

Claims (3)

1.一种沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺，是依托大型养殖业，利用动物粪便产生沼气为热源，对化工企业甲硝唑生产废水进行分离处理达到环保排放标准的生态循环工艺，即在大型养殖场外围建造沉淀池、鱼塘和沼气池，将养殖畜禽的粪便和尿水直接放入沼气池，冲洗废水排入沉淀池后，沉清水排入鱼塘，渣水排入沼气池，产生沼气用来对甲硝唑生产废水进行蒸馏分离或为人们日常生产提供能源，沼气池内的淀积泥渣有机肥直接通过管道或粪车送入周边农田或者提供给化肥生产企业制作有机肥料，废水排入鱼塘，并在鱼塘边设置过滤井为养殖场提供冲洗水；所述甲硝唑生产废水分离处理设备包括蒸发和蒸馏装置两部分，其特征在于：将废水处理场布局在处理甲硝唑生产废水过程散发的气味对养殖场禽畜肉食品质没有影响的地段，并将沼气池建造在养殖场与通过管道对沼气低压输送一段距离的废水处理场之间，处理场内设置蒸发器和蒸馏装置，利用沼气池产生的沼气作为废水处理场内蒸发器和蒸馏装置锅炉的热源燃料，蒸发器通过管道与甲硝唑生产车间的废水贮存池相连，通过蒸发将废水浓缩，并将浓缩液放入结晶沉淀池内储存，然后通过蒸馏装置对结晶沉淀后的母液进行蒸馏，蒸馏后的轻馏分流入水池，作为冷却水循环使用、去污水处理站或送沼气池，重馏分为低沸点有机物能作化工原料、溶剂直接出售，馏残物通过生化处理后作沼气池原料；无机盐部分被制水玻璃企业免费拉走，将不含重金属的多余部分的pH值调到中性，就近找适当地点堆放。

2.根据权利要求1所述的沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺，其特征在于：馏残物的生化处理是指将在蒸馏过程中塔釜中排放出来的水溶性很强、不能作柏油使用的含有少量无机盐的高沸点有机物的馏残物，调pH值至中性，再与5～10％的禽畜粪便混合，堆积发热。

3.一种如权利要求1所述的沼气热源处理甲硝唑生产废水的生态循环工艺的蒸馏装置，包括锅炉、塔釜、初馏塔和精馏塔，其特征在于：锅炉通过上下双管与塔釜相连，釜底设置馏残物排放阀，初馏塔固定安装于塔釜顶部，上部设置带初馏加料阀的加料口，初馏加料阀的另一端通过母液输送管连接甲硝唑生产废水的结晶沉淀池，在初馏塔与精馏塔之间增设塔底产品接收器，初馏塔的顶端通过初馏汽管与塔底产品接收器相连，塔底产品接收器底部设置了重馏分产品阀，精馏塔固定安装于塔底产品接收器顶部，精馏塔内设置二层填料，并在上下两层填料之间设置了由精馏加料阀控制的加料口，上部通过精馏汽管与冷凝器内蛇形冷凝管相连，该蛇形冷凝管的出口管道与回流比控制器相连，冷凝器下部设置了连接水池的进水阀供给冷却水，上部设置了出水阀通过管道与水池相连，回流比控制器底部设置与水池相连的轻馏分产品阀，上部通过气管与真空泵相连，下部设置U形管与设置在精馏塔顶部的喷头相连，水池内通过管道与污水站排污管道和去沼气池供水管道相连。